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第2节 通过激素的调节


通过激素的调节

一、激素调节的发现
案例:促胰液素的发现 ? 学术背景:
在20世纪之前,学术界普遍认为,人和动 物体的一切生理活动都是由神经系统调节的。 比如,对“胰液的分泌是如何调节的”这 一问题,19世纪的学术界普遍认为,胃酸刺激 小肠的神经,神经将兴奋传给胰腺,使胰腺分 泌胰液。

? 沃泰默的实验 :

r />稀盐酸
稀盐酸
注入 注入 注入

狗的上段小肠肠腔 狗的血液中

结果

胰腺分泌胰液

结果

胰腺不分泌胰液 胰腺分泌胰液

稀盐酸

狗的上段小肠肠腔

结果

切除通向该段小肠的神 经,只留下血管

? 沃泰默的解释:
这是由于小肠上微小的神经难以剔除干净的缘故, 所以是一个十分顽固的神经反射。

? 斯他林和贝利斯的假设:
这种实验现象不是神经调节的结果,而是化学 调节的结果:在盐酸的作用下,小肠黏膜产生了一 种化学物质,这种物质进入血液后,随着血流到达 胰腺,引起胰液的分泌。

? 斯他林和贝利斯的实验 :
实验过程:

小肠黏膜+稀盐酸+砂子

磨碎

制成提取液

注射

狗静脉

实验结果:促进胰腺分泌胰液。 实验结论:胰液的分泌是促胰液素化学调节的结果。

思考与讨论
1.“机遇只偏爱那种有准备的头脑”哪些因素使斯 他林和贝利斯抓住了成功的机会?

不迷信权威、创造性思维、严谨的实验设计等
2.斯他林和贝利斯获得的科学发现包括哪些内容? ? 发现了促胰液素; ? 发现了激素调节 。

二、激素调节的概念
1.概 念
人和动物体的生命活动,除了受神经 系统的调节外,还存在着另一种调节方 式——由内分泌器官(或细胞)分泌的 化学物质进行调节,这就是激素调节。

2、人体主要内分泌腺及其分泌的激素 内分泌腺:没有导管,分泌物直接进入腺体内 的毛细血管里。 外分泌腺:分泌物通过导管排出。如:各种消 化腺、皮脂腺、汗腺

分泌促甲状 腺激素释放 下丘脑 激素等

分泌甲状腺 激素等

垂体

甲状腺

分泌生长激 素、促甲状 腺激素等 分泌肾上 腺素等 分泌雌性 激素等

胸腺 肾上腺 胰腺 卵巢 睾丸

分泌胸腺 激素等

分泌雄性激 素等

其中的胰岛分 泌胰岛素和胰 高血糖素等

3、激素的化学本质

(1)蛋白质类激素: 胰岛素、垂体分泌的、生长激素和各种促~ 激素、下丘脑分泌的各种释放激素
(2)氨基酸类激素: 甲状腺及激素(含碘氨基酸) (3)固醇类激素: 雄性激素、 雌性激素

三、激素调节的实例
实例一:血糖平衡的调节
? 问题探究1:
饭后,大量的葡萄糖被吸收到了体内, 但是正常人的血糖含量只有短暂的升高, 很快就恢复正常,这是为什么?

1.人体中血糖的去向(正常情况下)

血糖 0.8~1. 2g/L

氧化分解
合成 转变

CO2+H2O+能量 肝糖原、肌糖原

脂肪、某些氨基酸等

? 问题探讨:
马拉松长跑是赛程 超过40km、历时2h以 上的极限运动,运动 员每小时至少要消耗 300g糖类。血糖(血 液中的葡萄糖)可以 补充肌肉因运动而消 耗的糖类。正常人全 身的血量大约为5L。

思考与讨论 (1)根据材料计算, 如果仅靠血液中的葡 萄糖,运动员能跑多 长时间? (2)长跑时消耗了大量 的葡萄糖,你认为血糖 的浓度会大幅下降吗?

(一)问题探讨 (1)如果仅靠血液中的葡萄糖,马拉松 运动员只能跑1 min左右(0.8~1.2 min)。 (2)可能会导致血糖含量短暂的轻度下 降,但仍能基本保持稳定,不会影响运 动。因为在运动过程中,血糖会因补充 肌肉消耗的糖类物质而含量下降,同时, 血糖会随时从储能物质的分解、转化等 得到补充。

思考与讨论
(3)研究表明,在长跑过程中,尽管 血糖在不断被消耗,但它的含量基本维 持在0.9 g/L左右。血糖可以通过哪些 途径得到补充?

血糖可以通过三条途径得到补充: ?食物中的糖类经过消化和吸收、 ?肝糖原分解为葡萄糖 ?一些非糖物质转化为葡萄糖。

总结
食物中的糖类 消化、吸收 血糖 肝糖原 分解 转化 合成 氧化分解 CO2+H2O+能量

肝糖原、肌糖原
脂肪、某些氨基酸等

脂肪等非糖物质

0.8~1.2g/ L

转变

人体中血糖的来源和去向 (正常情况下)

2、血糖的平衡及意义
意义:保证人体各种组织器官的能量供应。
血糖的去路

动态平衡

血糖的来路

血糖平衡的调节

血糖平衡的调节
B细胞

胰岛素
作 用 ? 促进组织细胞加速摄取、 利用和储存葡萄糖,从而 使血糖水平降低。 ? 胰岛素还能够抑制肝糖元的分 解和非糖物质转化为葡萄糖,

A细胞

分泌

胰高血糖素

? 促进糖原分解,并促 作用 进一些非糖物质转化为 葡萄糖,从而使血糖水 平升高。

3.血糖的调节

胰岛素和胰高血糖素 究竟是怎样对血糖水 平进行调节的呢?我们 通过以下活动来进行 探索。

模型构建:建立血糖调节的模型

? 根据教材中的活动方案,边做边想:
(1)乙代表什么器官? 乙代表胰岛 (2)当血糖水平升高时,胰岛是怎样反应的?反应 的结果怎样?当血糖水平降低时呢? 当血糖水平升高时,胰岛B细胞分泌的胰岛素增加,同 时胰岛A细胞分泌的胰高血糖素减少;反应的结果将使 体内血糖水平下降到正常水平。当血糖水平降低时,胰 岛B细胞分泌的胰岛素减少,同时胰岛A细胞分泌的胰 高血糖素增加,从而使体内血糖水平上升到正常水平。 (3)构建血糖调节的图解式模型。

+

血糖升高

胰岛A 细胞

胰岛B 细胞

+
胰岛素分泌

胰高血糖 素分泌

+
组织加速摄取、利 用和储存葡萄糖

血糖降低

+
下丘脑 一区域

+

血糖升高
促进糖原分解,促进非 糖物质转化为葡萄糖

+

胰岛B 细胞

+
胰高血糖素分泌

+
胰岛素分泌

+
胰岛A 细胞

+
组织加速摄取、利 用和储存葡萄糖

+
下丘脑另 一区域

血糖降低

+

反馈调节
在血糖调节的过程中,胰岛素的作用结 果反过来影响胰岛素的分泌,胰高血糖素也 如此。 像这样,在一个系统中,系统本身工作 的效果,反过来又作为信息调节该系统的工 作,这种调节方式叫做反馈调节。

反馈调节是生命系统中非常普遍的调节 机制,它对于机体维持稳态具有重要意义。

分析应用
1、当身体不能产生足够的胰岛素时,将会发生 什么情况?

当身体不能产生足够的胰岛素时, 体内血糖水平将会上升,多余的血 糖将会从尿中排出,出现糖尿病。 2、糖尿病在现代社会中的发病率越来越高。 想一想,这与人们的饮食状况和生活方式的 变化有没有关系?为什么?怎样防治糖尿病?

课外探究
现在市场上有一种为糖尿病病人设计 的人工胰岛,可以随身携带,用以调节患 者体内的血糖浓度。 假设你是一位工程师,你觉得这种人 工胰岛在设计的时候要解决哪些主要问题? 请写出你的设计思路。

三、激素调节的实例
实例二:甲状腺激素分泌的分级调节
? 问题情境:
当你站在寒风中瑟瑟发抖时,你的机 体为了抵御寒冷作了哪些反应?这些反应 是通过怎样的调节机制实现的?

思考与讨论
(1)寒冷刺激会首先作用于什么系统? (2)接着在三个层次上会引起什么腺体分 泌何种激素? (3)甲状腺激素的分泌是否会一直持续下去? 体内激素增多时身体如何进行调节?

甲状腺素分泌的分级调节

(1)促进新陈代谢,使绝 大多数组织耗氧量加大,并 增加产热。因此,寒冷可刺 激甲状腺激素的分泌,而甲 状腺机能亢进者往往基础代 谢率增高,喜凉怕热。 (2)促进生长发育,对长 骨、脑和生殖器官的发育生 长至关重要,尤其是婴儿期。 此时缺乏甲状腺激素则会患 呆小症。 (3)提高中枢神经系统的 兴奋性。

下 丘 脑

甲 分 状 级 腺 调 激 节 素 示 分 意 泌 图 的

促甲状腺激素释放激素
垂 体

促甲状腺激素

甲 状 腺
甲状腺激素 细胞代谢

反 馈

四、激素调节的特点
? 1、微量和高效

? 2、通过体液运输
内分泌腺没有导管,分泌的激素弥散到体 液中,随血液流到全身,传递着各种信息。

? 3、作用于靶器官、靶细胞:
特定激素会作用于特定的器官和细胞。

激素既不组成细胞结构,又不提供能量,也不起催化作 用,而是随体液到达靶细胞,使靶细胞原有的生理活动 发生变化。激素是调节生命活动的信息分子。

本节小结:
一、激素调节的发现

血糖平衡的调节
二、激素调节的实例 甲状腺激素分泌的分级调节

三、激素调节的特点

巩固练习
1、下列各组腺体分泌的物质,均能够直接排放到 血浆中的是( B ) A.唾液腺,垂体,肠腺 B.肾上腺,甲状腺,胰岛 C.睾丸,汗腺,皮脂腺 D.卵巢,胃腺,肝脏 2、关于下丘脑功能的叙述,正确的是( D ) A. ①② B. ②③ C. ②④ D.①③ ① 可参与血糖平衡的调节 ② 有调节躯体运动的高级中枢 ③ 可合成和分泌促甲状腺激素释放激素 ④ 垂体通过下丘脑控制性腺的生长发育

3、糖尿病、坏血病、侏儒症、呆小症、脚气病的原因, 按顺序是( D )
A.缺乏胰岛素、甲状腺激素、生长激素、维生素C、维生素B1 B.缺乏胰岛素、维生素C、甲状腺激素、维生素B1、生长激素 C.缺乏维生素C、生长激素、胰岛素、维生素B1、甲状腺激素 D.缺乏胰岛素、维生素C、生长激素、甲状腺激素、维生素B1

4、用一定量的甲状腺激素连续饲喂正常成年小白鼠4 周,与对照组比较,实验组小白鼠表现为( B ) A.耗氧量增加、神经系统的兴奋性降低 B.耗氧量增加、神经系统的兴奋性增强 C.耗氧量减少、神经系统的兴奋性降低 D.耗氧量减少、神经系统的兴奋性增强

5、下图表示甲状腺活动调节的示意图。对这一调节 的叙述,错误的是( C )

A.甲与乙结构分别表示下丘脑和垂体 B.a与b物质分别表示促甲状腺激素释放激素和促 甲状腺激素 C.乙结构的活动只受甲结构释放激素的调节 D.血液中的甲状腺激素含量起着反馈调节的作用


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